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L'orbite de Molnia ou Molniya (en russe, молния, « foudre ») est une catégorie d'orbites très elliptiques, d'une période de 12 heures, inclinée à 63,4° par rapport au plan de l'équateur. Son apogée est proche de 40 000 km et son périgée proche de 1 000 km. Un satellite placé sur cette orbite passe la plupart de son temps au-dessus de la zone d'activité utile pour laquelle il a été conçu, un phénomène appelé angle de saturation d'apogée. Par rapport à une orbite géostationnaire, l'orbite de Molnia présente l'avantage de pouvoir couvrir les latitudes hautes en choisissant une inclinaison orbitale appropriée. Cependant, à chaque orbite, le satellite traverse les ceintures de Van Allen, nocives pour son électronique. La couverture n'est de plus pas permanente, ce qui impose la mise en orbite d'au moins deux satellites pour couvrir une zone donnée. Les orbites de Molnia ne sont pas limitées aux orbites terrestres mais peuvent être appliquées à tout astre pour lequel les variations séculaires de la longitude du nœud ascendant et de l'argument du périgée induites par l'aplatissement de l'astre ont des effets dominants sur le satellite.
L'orbite de Molnia doit son nom à la série de satellites de communication soviétiques Molnia qui utilise ce type d'orbite depuis le milieu des années 1960. Pour placer ces satellites sur cette orbite haute, les Soviétiques développèrent une version de la R-7 Semiorka dotée d'un troisième étage (bloc L), qui sera par la suite désignée sous l'appellation Molnia. Elle deviendra le lanceur exclusif des satellites circulant sur cette orbite.